国家爆破技术高级试题系统化分章 联系客服

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(2)沉积岩。沉积岩是地表母岩经风化剥离或溶解后,再经过搬运和沉积,在常温常压下固结形成的岩石。沉积岩的特点是,其坚固性除与矿物颗粒成分、粒度和形状有关外,还与胶结成分和颗粒间胶结的强弱有关。从胶结成分看,以硅质成分最为坚固,铁质成分次之,钙质成分和泥质成分最差。常见的沉积岩有石灰岩、砂岩、页岩、砾岩等。

(3)变质岩。变质岩是由已形成的岩浆岩、沉积岩在高温、高压或其他因素作用下,其矿物成分和排列经某种变质作用而形成的岩石。一般来说,它的变质程度越高,矿物重新结晶越好、结构越紧密、坚固性越好。常见的变质岩有大理岩、石英岩等。

对三种不同成因的岩石而言,一般来说岩浆岩可爆性较差(对爆破作用的抵抗能力最强),沉积岩和变质岩的可爆性较好。

4.何为岩体结构面?岩体结构面对爆破效果的影响是什么?

答:一个天然岩体,从宏观上来说,它是由节理或裂隙切割成一块一块的、相互排列与咬合着的岩块所组成。由于节理或裂隙的存在,造成了介质的不连续,因此,岩体内存在的各种各样的节理裂隙称之为结构面。

结构面对爆破的影响归纳为六种作用:

(1)应力集中作用;

(2)应力波的反射增强作用; (3)能量吸收作用; (4)泄能作用; (5)楔入作用;

(6)改变破裂线作用。

5.影响爆破效果的三要素是什么?为什么说这三要素中岩体性质,特别是岩体结构面的影响最大?

答:影响爆破效果的三要素是炸药性能、岩体性质和爆破工艺。 炸药爆炸时对岩石的破坏能量主要是爆炸冲击波和爆炸气体。由于岩体中存在大量断层、节理、裂隙、孔隙等结构弱面,使得爆炸冲击波在传播过程中急剧衰减,爆生气体大量外泄,造成能量损失和分布不均匀。裂隙岩体的室内试验和爆破漏斗试验均证明了这一点。而炸药性能的优良固然可以产生更多的破碎能量,若损失的能量太多,有效能量则大量减少。至于爆破工艺的改进也只是在一定能量的前提下进行的。

第六章 岩土爆破理论

一、填空题 二、简答题 三、(掌握型)问答题 四、(陈述型)详答题

10.计算装药量的体积公式如何表示?试分析其适用条件。

答:单个药包在自由面附近爆炸时形成爆破漏斗,在这种情况下,可用体积公式计算单个药包药

量。体积公式的实质是反应装药量大小与岩石破坏范围的相互关系。即装药量的大小应该与被爆破的岩石体积成正比,故体积公式的形式为:Q=q?V 式中 Q——装药量kg, q——爆破单位体积岩石的炸药消耗量,kg/m3;V——被爆破岩石体积m3。 由上式看出:(1)装药量Q与岩石体积V成正比;(2)爆破单位体积岩石的炸药消耗量q不随岩石体积V的变化而变化。应该指出,体积公式只有当介质是松散的或者黏结很差的情况下,以及最小抵抗线W变化不大时才是正确的。实际上,在很多情况下,药包爆炸时产生的能量,不仅要克服岩石的重力,也要克服岩石的抗剪力、惯性力等。因此,装药量与被爆破岩石体积的关系还应根据现场试验和工程类比来确定。

12.阐述炸药在岩石中恨炸时岩石破坏的过程。 答:多数人认为岩石爆破破坏过程分为三个阶段:

第一阶段为炸药爆炸后冲击波径向压缩阶段。炸药起爆后,产生的高压粉碎了炮孔周围岩石.冲击波以3000 --5000m/s的速度在宕石中引起切向拉应力.由此产生的径向裂隙向F1由面方向发展,冲击波由炮孔向外扩展到径向裂隙的出现需1--2ms。此时产生的与压缩应力波作用方向相反的向心拉伸应力.岩石质点产生反向的径向运动.形成环状裂隙。 第二阶段为冲击波反射引起自由面处的岩石片落。第一阶段冲击波压力为正值,当冲击波列达自由面后发生反射时,波的压力变为负值。即由压缩应力波变为拉伸应力波。在反射拉伸应勺的作用下.岩石被拉断,发生“片落”。此阶段发生在起爆后10 -20rrs. 第三阶段为爆炸气体的膨胀,岩石受爆炸气休超高压力的影响,在拉伸应力和气楔的双重作用下,径向初始裂隙迅速扩大,破裂的岩块被抛出。

应该指出的是,如果从能量观点出发,第一、二阶段均是由冲击波的作用而产生的,而第三阶段原生裂隙的扩大和碎石的抛出均是爆炸气体作用的结果。

13. .炸药在岩体中爆炸时其能量分配包括哪些有效能和无益能消耗?如何提高炸药的有效能利用率?

答:有效能包括:

(1)破坏岩体结构,克服岩体中的凝聚力,使岩体压缩、粉碎和破裂;

(2)克服岩体中的凝聚力和摩擦阻力,使爆破区的岩石从母岩体中分离出来; (3)对破碎后的岩块产生推移和抛掷作用。

无益能包括:形成爆破地震波、空气冲击波、噪声、个别飞散物以及热能损失。 提高炸药有效能量利用率的途径:充分利用临空面布置药包、选用与岩体波阻抗相匹配的炸药品种、确定合理爆破参数、选择合理的装药结构和不耦合系数、正确安排起爆顺序和延期时间以及保证填塞质量等。

23.为保障爆破安全,对爆破工程施工组织有什么规定?为什么说“精心设计、严格施工、精细化管理”是三要素?

答:(1)A级B级岩土爆破工程和A级拆除爆破工程,都应成立爆破指挥部,全面指挥和统筹安排爆破工程的各项工作。

指挥部的设置及职能为:1)指挥部应设指挥长一人,副指挥长若干人;指挥长全面负责指

挥部的工作并对副指挥长工作进行分工;2)指挥部应设置设计施工组、起爆组、物资供应组、安全保卫与警戒组、安全监测组、后勤组等,各职能组的具体设置、人员配备及职责范围由指挥长确定;3)指挥部和各职能组的每个成员,都应分工明确,职责清楚,各尽其责。

(2)精心设计是安全的基础,将安全隐患消除于萌芽中;严格施工是关键,是实现设计要求的保证;精细化管理是一种管理观念和管理方法,是通过管理的制度化、标准化和信息化等手段,使组织各单元的管理精确、高效、协同和持续运行,精细化管理强调的是执行力。故“精心设计、严格施工、精细化管理”是保障安全的,密不可分、缺一不可的三要素。

第七章 露天爆破

一、填空题 二、简答题 三、(掌握型)问答题 四、(陈述型)详答题

9.分析露天深孔台阶爆破不合格大块产生的部位和原因。

答:大量的统计资料表明,不合格大块主要产自台阶上部和台阶的坡面、同一爆区软、硬岩的分界处、爆区的后部。其原因是:

(1)为了克服底盘抵抗线的阻力,炸药主要置于炮孔的中、底部,使其沿炮孔轴线方向的炸药能量分布不均,孔口部分能量不足,岩石破碎不均匀;

(2)台阶前部,即邻近台阶坡面的一定范围内,岩石受前次爆破的破坏,原生弱面张裂,甚至被切割成“块体”,爆破时这部分“块体”易整体振落,形成大块多;

(3)同一爆区硬岩和软岩分界部分,有时从爆区表面就可看到大块条带,易于跨落; (4)爆区的后部与未爆岩石相交处(沿爆破塌落线)也会产生一些因爆破而振落的大块。

所谓根底就是爆破后电铲难以挖掘的凸出采掘工作面一定高度的硬坎、岩埂。对于台阶高度12m的矿山,凸出采掘工作面标高1.5m以上的硬坎、岩埂称为根底。 17.试分析预裂爆破与地质条件的关系

答:一般而言,岩石愈完整均匀,愈有利于预裂爆破;非均质、破碎和多裂隙的岩层则不利于预裂爆破。对于破碎的岩石,预裂壁面的不平整度往往不由爆破参数决定,而由破碎面控制。甚至预裂面也沿裂隙面或破碎面形成。当裂隙率达到5%时,预裂爆破有时难以按设计成缝;当裂隙率未1.5%~5%时,采用小孔距预裂往往收到良好效果。

高倾角裂隙对预裂面不平整不太远的高倾角裂隙,爆破时该面与预裂面之间的岩石有时很难留住,由此造成超挖。但是,该裂隙面的面积假若很大,沿该面滑下形成的保留面,对边坡稳定有时很有利。总之这种情况下,设计应根据高倾角的构造情况调整预裂缝的位置。

与预裂垂直的裂隙,往往使预裂不能连接起来,构成齿状缝面,形成超欠挖;与预裂面斜交的裂缝,又易使裂缝偏离中心线,顺裂隙延伸一段距离后与其他预裂孔连起来,形成更严重的超

欠挖。

岩石的非均质性也影响裂缝的形成。某工程试验证明,顺岩层走向易成缝,而垂直岩层走向难成缝,单孔爆破试验表明,顺岩层走向裂缝长度是垂直岩层走向的2~3倍。

对于水平层状岩石,厚度不大时,预裂爆破经常造成孔口抬动。可通过减少顶部装药量、减少孔距和减少填塞长度予以调整。

由上可知,必须在预裂爆破前及实施少数几次爆破后,在弄清地质状况的基础上及时调整预裂爆破参数。不管地质状况如何变化,减少孔距总可以获得较好的效果。 18.深孔台阶爆破排间毫秒起爆的延期时间如何确定?

答:确定毫秒延期时间常见方法有以下三种:

(1)以形成新自由面所需要的时间确定毫秒延期时间。 根据大量统计资料,从起爆到岩石被破坏和发生位移的时间,大约是应力波传到自由面所需要时间的5~10倍,即岩石的破坏和移动世界与最小抵抗线成正比:

Δt=K?W

Δt——毫秒延期时间间隔ms,

K——与岩石性质,结构构造和爆破条件有关的系数,露天台阶爆破条件下K值为2~5。 W——最小抵抗线m。 (2)根据w/f的经验公式 Δt=(20~40)W/f

式中f——岩石坚固性系数。

W——抵抗线。清渣爆破时,取其实际抵抗线;压渣爆破时,取底盘抵抗线与压渣折合抵抗线之和。

(3)根据经验。露天深孔台阶爆破时,毫秒延期间隔时间为15~75ms,常用25~50ms,随着牌数的增加,排间毫秒延期时间间隔一次加长。 19.试说明预裂(光面)爆破对炸药性能的要求。

答:根据爆轰波理论,入射压力与炸药密度,炸药爆速、不耦合系数有关。为了减小入射压力对孔壁的破坏,应采用低密度、低爆速炸药,采用适宜的不耦合系数。根据目前的技术水平,具体的要求是:

(1)低密度,密度可达到0.4~0.8Kg/m3,低密度炸药可减少药卷单位长度的药量,从而减少单位长度上的炸药能量;在一定密度范围内,炸药的爆速与密度直径存在着良好的线性关系,爆速随着密度的减小而降低,因此,降低炸药的密度必然减小炸药的爆速和威力;

(2)低爆速,爆速要求在1600~2500m/s范围内,最好控制在1800~2000m/s之间;

(3)低猛度,低猛度炸药可减轻对围岩的过度破坏,着光面爆破中可使光爆孔造成的裂缝控制在允许的范围内;

(4)小的临界直径,临界直径小有利于增大不耦合系数,减少炸药对围岩的直径破坏。

20.试述深孔爆破在改善爆破质量、降低爆破破有害效应和提高爆破技术经济指标标方面要达到什么要求?